Fachwörter-Lexikon

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Verschleißschutz – Schichtkombinationen

Für dekorative Anwendungen haben insbesondere Chromschichten sehr vorteilhafte Eigenschaften, weshalb sie bei Sanitärartikeln kaum wegzudenken sind. Als Schichtkombination aus Nickel und Chrom (auf Metall) und Kupfer, Nickel und Chrom (auf Kunststoff) zeichnen sie sich durch eine außerordentlich lange Lebensdauer bei kaum verändertem Aussehen aus. Die Chromschichten selbst sind hierbei nur zwischen etwa 0,5 µm und 1 µm dick. Sie wiederstehen aber auch aufgrund der sehr geringen Rauheit (in der Regel Spiegelglanz) hohen Belastungen durch starkes Reiben in Verbindung mit Reinigungsmitteln. Neben der Härte ist von Vorteil, dass Mikroorganismen keinen Haftgrund vorfinden. Ähnliches gilt für Ablagerungen durch Ausfällen von Calciumcarbonat (Kalk), die im Falle von dünnen Schichten ohne Chemikalien und mit geringem Druck abwischbar sind.

Als Schichtsystem mit guter Beständigkeit gegen Verschleiß kommt beispielsweise eine Kombination aus einer galvanisch abgeschiedenen Schicht (z.B. Chrom) und einer Hartstoff-Deckschicht in Betracht, die mittels eines PVD- oder CVD-Verfahrens aufgebracht wird. Die Grundschicht übt hierbei eine Tragefunktion aus und verhindert, dass die harte, aber spröde Hartstoffschicht bei Belastung bricht. Positiv auf das Gesamtverhalten wirkt sich eine sehr geringe Rauheit aus. Derartige Kombinationen werden für Wälzlager eingesetzt.

Kunststoffe, Duroplaste

Duroplaste – bestehen aus Makromolekülen, die an vielen Vernetzungsstellen durch chemische Bindungen engmaschig miteinander verknüpft sind. Das mechanisch-thermische Verhalten der Duroplaste unterscheidet sich aufgrund der engmaschigen räumlichen Vernetzung grundlegend. Duroplastische Kunststoffe verändern ihr mechanisches Verhalten durch Erwärmung nur geringfügig, da die Vernetzungsstellen keine Verschiebung der Makromoleküle zulassen. Wegen dieser Eigenschaft, dem Erhalt der Härte und Festigkeit bei Erwärmung, nennt man diese Kunststoffe Duroplaste (von lateinisch durus = hart). Bei Erwärmung über die Zersetzungstemperatur hinaus, zerfallen die Duroplaste, ohne weich zu werden, das heißt sie sind nicht umformbar und nicht schweißbar. Mit zunehmendem Vernetzungsgrad steigt die Festigkeit und Härte, der E-Modul und die Wärme(form)beständigkeit. Ein zu hoher Vernetzungsgrad würde aufgrund einer stark eingeschränkten elastischen Verformbarkeit allerdings zu einer unerwünschten Versprödung der Kunststoffe führen.

Mechanische Eigenschaften von Duroplasten

Vergüten und Anlassen

Nach DIN EN 10 052 versteht man unter Anlassen das Erwärmen eines martensitisch gehärteten Stahls auf eine Temperatur unter Gitterumwandlungstemperatur GSK-Linie, das Halten bei dieser Temperatur und das zweckentsprechende langsame Abkühlen (Glühverfahren).

Man unterscheidet das:
Anlassen auf niedrige Temperaturen (etwa 100 °C bis 250 °C) mit dem Ziel der Verminderung der Sprödigkeit und dem Abbau innerer Spannungen. Behandelt werden auf diese Weise insbesondere gehärtete unlegierte und legierte Kaltarbeitsstähle, gehärtete niedriglegierte Warmarbeitsstähle (NiCrMoV-Sorten) und Wälzlagerstähle (durchhärtende Sorten).
Anlassen auf höhere Temperaturen (etwa 500 °C bis 680 °C) mit dem Ziel der Verbesserung der Zähigkeit. Erreicht wird ein Optimales Verhältnis zwischen Festigkeit und Zähigkeit. Dieses sogenannte Vergüten wird insbesondere bei Bau und Konstruktionsstähle (vergütbare Sorten) und Wälzlagerstähle (vergütbare Sorten) eingesetzt.
Anlassen auf höhere Temperaturen (etwa 500 °C bis 650 °C) mit dem Ziel der Verbesserung der Warmhärte und Warmfestigkeit sowie der Verschleißbeständigkeit (Sekundärhärtung). Behandelt werden auf diese Weise insbesondere hochlegierte Warmarbeitsstähle (CrMoV-Sorten), Schnellarbeitsstähle und Wälzlagerstähle (warmharte Sorten).

Bei den legierten Stählen wird das Anlassverhalten in charakteristischer Weise verändert. Abhängig von der Art der Legierungselemente (nicht carbidbildend wie z. B. Si, Ni oder Mn beziehungsweise carbidbildend wie z.B. Cr, Mo, V, Ti oder W) tritt ein verzögerter Härteabfall oder sogar ein Wiederanstieg der Härte ein.
Die carbidbildenden Legierungselemente wie Cr, Mo, V, Ti und W verschieben einerseits den Härteabfall zu höheren Temperaturen und andererseits bewirken sie bei Anlasstemperaturen zwischen 400 °C und 600 °C einen Wiederan­stieg der Festigkeit und der Härte. Dieser Effekt wird als Sekundärhärtung bezeichnet und bei­spielsweise bei den Schnellarbeitsstählen sowie bei vielen Warmarbeitsstählen, die bei Ar­beitstemperaturen bis 600°C noch nicht erwei­chen dürfen, genutzt. Der Effekt der Sekundärhärtung beruht auf einer fein verteilten Ausscheidung von härtesteigernden, thermisch stabilen Sondercarbiden, wie z. B. Mo₂C, V₄C₃,TiC oder W₂C.

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